[发明专利]一种基于差动制动的辅助转向系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于差动制动的辅助转向系统，其特征在于，包括：电子液压制动系统总成、柱塞泵离合装置、柱塞泵高压回路总成、方向盘角位移传感器、车速传感器、上层控制器及主控制器；

所述电子液压制动系统总成，包括：储油箱、电机泵、第一单向止回阀、第二单向止回阀、蓄能器、蓄能器压力传感器、溢流阀、左增压阀、左减压阀、左轮缸、左轮缸压力传感器、右增压阀、右减压阀、右轮缸、右轮缸压力传感器、第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第四四通阀、第一三通阀及第二三通阀；储油箱通过油管与第一四通阀的进油口相连，第一四通阀的第二出油口经油管与电机泵相连；第一四通阀与电机泵之间的油管上安装有第一单向止回阀，使液压油从第一四通阀流向电机泵；所述电机泵通过油管与第二四通阀的第二进油口相连，电机泵与第二四通阀之间安装有第二单向止回阀，使液压油从电机泵流向第二四通阀，所述第二四通阀的出油口通过油管与蓄能器相连，所述蓄能器通过油管与第三四通阀的进油口相连，所述第三四通阀与蓄能器之间的油管中安装有蓄能器压力传感器，第三四通阀的第三出油口通过油管与溢流阀相连，溢流阀通过油管与第四四通阀的第一进油口相连，第三四通阀的第二出油口通过油管与左增压阀相连，左增压阀通过油管与第二三通阀的进油口相连，第二三通阀的第一出油口通过油管与左减压阀相连，第二三通阀的第二出油口通过油管与左轮缸相连，第二三通阀与左轮缸之间的油管中安装有左轮缸压力传感器，所述左减压阀通过油管与第四四通阀的第三进油口相连，第三四通阀的第一出油口通过油管与右增压阀相连，右增压阀通过油管与第一三通阀的进油口相连，第一三通阀的第一出油口通过油管与右减压阀相连，第一三通阀的第二出油口通过油管与右轮缸相连，第一三通阀与右轮缸之间的油管中安装有右轮缸压力传感器，所述右减压阀通过油管与第四四通阀的第二进油口相连，第四四通阀的出油口通过油管与储油箱相连；

所述柱塞泵离合装置分为左柱塞泵离合装置和右柱塞泵离合装置两套机构，其中左柱塞泵离合装置与左驱动车轮的左半轴相连，右柱塞泵离合装置与右驱动车轮的右半轴相连；

所述左柱塞泵离合装置，包括：左半轴主动齿轮、左半轴从动齿轮、左齿圈、左太阳轮、左行星轮、左行星架、左行星架制动器；所述左半轴主动齿轮通过花键安装在左半轴上，与左半轴从动齿轮相啮合并带动左半轴从动齿轮转动；所述左半轴从动齿轮与左太阳轮同轴连接并同步转动，所述左太阳轮与左行星轮相啮合，所述左行星轮空套在左行星架上并与左齿圈形成内啮合；所述左齿圈包裹左行星轮；所述左行星架由左行星架制动器控制；

所述右柱塞泵离合装置，包括：右半轴主动齿轮、右半轴从动齿轮、右齿圈、右太阳轮、右行星轮、右行星架、右行星架制动器；所述右半轴主动齿轮通过花键安装在右半轴上，与右半轴从动齿轮相啮合并带动右半轴从动齿轮转动；所述右半轴从动齿轮与右太阳轮同轴连接并同步转动，所述右太阳轮与右行星轮相啮合，所述右行星轮空套在右行星架上并与右齿圈形成内啮合；所述右齿圈包裹右行星轮；所述右行星架由右行星架制动器控制；

所述柱塞泵高压回路总成，包括：左柱塞泵、右柱塞泵、第三单向止回阀、第四单向止回阀、第五单向止回阀、第六单向止回阀；所述左柱塞泵的低压入口通过油管与第一四通阀的第一出油口相连，左柱塞泵高压出口通过油管与第二四通阀的第一进油口相连；所述第三单向止回阀设于第一四通阀与左柱塞泵之间，用于使液压油从第一四通阀流向左柱塞泵；所述第四单向止回阀设于左柱塞泵与第二四通阀之间，用于使液压油从左柱塞泵流向第二四通阀；所述左柱塞泵的转子与左柱塞泵离合装置的左齿圈相连接，并一起转动；所述右柱塞泵的低压入口通过油管与第一四通阀的第三出油口相连，右柱塞泵高压出口通过油管与第二四通阀的第三进油口相连；所述第五单向止回阀设于第一四通阀与右柱塞泵之间，用于使液压油从第一四通阀流向右柱塞泵；所述第六单向止回阀设于右柱塞泵与第二四通阀之间，用于使液压油从右柱塞泵流向第二四通阀；所述右柱塞泵的转子与右柱塞泵离合装置的右齿圈相连接，并一起转动；

所述方向盘角位移传感器与主控制器电气连接，用于采集方向盘实际转角大小和方向；

所述车速传感器与主控制器电气连接，用于采集车速大小；

所述上层控制器与主控制器电气连接，通过参考轨迹、车辆几何和动力学状态计算出所需的方向盘理想转角大小和方向；

所述主控制器通过连接线与所述溢流阀、左增压阀、左减压阀、左轮缸压力传感器、右增压阀、右减压阀、右轮缸压力传感器、方向盘角位移传感器、车速传感器、上层控制器、电机泵、蓄能器压力传感器、左行星架制动器和右行星架制动器相连；主控制器接收蓄能器压力传感器、左轮缸压力传感器、车速传感器、方向盘角位移传感器、上层控制器和右轮缸压力传感器的信号，控制溢流阀、左增压阀、左减压阀、右增压阀、右减压阀的开闭状态，电机泵的转速，及左行星架制动器和右行星架制动器的工作状态；

主控制器控制差动制动系统的状态具体包括以下步骤：

11)主控制器接收车速传感器采集的数据，当车速大于50km/h，主控制器控制差动制动系统开启，车辆转向由方向盘和差动制动联合控制；

12)当车速小于50km/h，主控制器控制差动制动系统关闭，车辆转向仅由方向盘控制；

主控制器控制柱塞泵离合装置的工作状态具体包括以下步骤：

13)主控制器接收方向盘角位移传感器采集的方向盘实际转角和上层控制器计算的方向盘理想转角，当差动制动系统开启、方向盘实际转角小于方向盘理想转角时，主控制器控制左柱塞泵离合装置处于结合状态，即左行星架制动器制动，此时左柱塞泵与电机泵联合工作；

14)当差动制动系统开启、方向盘实际转角大于方向盘理想转角时，主控制器控制右柱塞泵离合装置处于结合状态，即右行星架制动器制动，此时右柱塞泵与电机泵联合工作；

15)当差动制动系统开启、方向盘实际转角与方向盘理想转角相等时，主控制器控制柱塞泵离合装置处于非结合状态，此时左柱塞泵和右柱塞泵均不工作；

16)当差动制动系统关闭时，主控制器控制柱塞泵离合装置处于非结合状态，此时左柱塞泵和有柱塞泵均不工作。